(57)【要約】  送信回路は、第１のシンセサイザ部と、第１のシンセサイザ部より消費電流の少ない第２のシンセサイザ部とを備え、ポーラ変調時は第１のシンセサイザ部を動作させ、第２のシンセサイザ部の電源をオフし、直交変調時は第２のシンセサイザ部を動作させ、第１のシンセサイザ部の電源をオフするよう、切り替えることで、消費電力を低減する。第１のシンセサイザ部の動作中は、発振周波数の補償を行い、動作中断時に補償値を記憶する。第１のシンセサイザ部の動作再開時には記憶した補償値に温度変化分の補正を行い、補償精度を高め、送信信号の品質低下を防ぐ。
2011016163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポーラ変調方式および直交変調方式の、２つの変調方式を備え、指定に応じて変調方式を切り替えて送信信号を生成する送信回路であって、
入力データを、ポーラ変調方式では振幅成分信号および位相成分信号に、直交変調方式では同相成分信号および直交成分信号に、変換して出力する信号生成部と、
第１のＶＣＯを有する第１のシンセサイザ部と、
前記第１のＶＣＯより消費電流が少ない第２のＶＣＯを有する第２のシンセサイザ部と、
ミキサ部と、
アンプ部とを備え、
少なくとも、
前記第１のシンセサイザ部が、前記位相成分信号に基づいて前記位相変調信号を生成し、前記アンプ部が、前記振幅成分信号に基づいて前記位相変調信号に振幅合成を行い送信信号を生成することで、ポーラ変調方式の変調を行う第１の動作状態と、
前記第１のシンセサイザ部が、搬送波を生成し、前記ミキサ部が、前記搬送波と前記同相成分信号と前記直交成分信号とから前記送信信号を生成することで、直交変調方式の変調を行う第２の動作状態と、
前記第２のシンセサイザ部が、前記搬送波を生成し、前記ミキサ部が、前記搬送波と前記同相成分信号と前記直交成分信号とから前記送信信号を生成することで、直交変調方式の変調を行う第３の動作状態とを有し、
前記第１の動作状態で、直交変調に切り替える指示を受けた場合、前記第２の動作状態に移行するとともに、前記第２のシンセサイザ部の電源をオンにし、所定時間経過後、第３の動作状態に移行するとともに前記第１のシンセサイザ部の電源をオフにし、
前記第３の動作状態で、ポーラ変調に切り替える指示を受けた場合、前記第１のシンセサイザ部の電源をオンにし、所定時間経過後、第１の動作状態に移行するとともに前記第２のシンセサイザ部の電源をオフにする、送信回路。
【請求項２】
第１の温度補償を行う第１の温度補償部と、
第１の温度センサとをさらに備え、
前記第１の温度補償部は、前記第１の温度補償をオフにする際、補償値を記憶し、
前記第１の温度補償部は、前記第１の温度補償をオンにする際、前記記憶した補償値に基づいて前記第１の温度補償を開始することを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項３】
前記第１の温度補償部は、前記第１の温度補償をオンにする際、前記記憶した補償値と、前記第１の温度センサによって測定した前記第１の温度補償のオフ中の温度変化とに基づいて、新たな補償値を計算し、当該新たな補償値に基づいて前記第１の温度補償を開始することを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
【請求項４】
前記第１の温度補償が、ＶＣＯの供給電圧の温度補償であり、
前記第１の温度補償部は、前記第１のＶＣＯが動作中に、その発振周波数をモニタし、供給電圧を補償して発振周波数を安定させることを目的とし、
前記第１の温度補償部は、前記第１のシンセサイザ部の電源をオフにする際、前記第１の温度補償をオフにし、前記第１のＶＣＯへの供給電圧の補償値を記憶し、
前記第１の温度補償部は、前記第１のシンセサイザ部の電源をオンにする際、前記第１の温度補償をオンにし、前記記憶した補償値を用いて第１のＶＣＯへの供給電圧の補償を開始することを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
【請求項５】
前記第１の温度補償が、ＶＣＯの供給電圧の温度補償であり、
前記第１の温度補償部は、前記第１のＶＣＯが動作中に、その発振周波数をモニタし、供給電圧を補償して発振周波数を安定させることを目的とし、
前記第１の温度補償部は、前記第１のシンセサイザ部の電源をオフにする際、前記第１の温度補償をオフにし、前記第１のＶＣＯへの供給電圧の補償値を記憶し、
前記第１の温度補償部は、前記第１のシンセサイザ部の電源をオンにする際、前記記憶した補償値と、前記第１の温度センサによって測定した前記第１のシンセサイザ部の電源オフ中の前記第１のＶＣＯの温度変化とに基づいて、新たな補償値を計算し、当該新たな補償値に基づいて第１のＶＣＯへの供給電圧の補償を開始することを特徴とする、請求項３に記載の送信回路。
【請求項６】
前記第２の動作状態で、ポーラ変調に切り替える指示を受けた場合、前記第３の動作状態へ移行せず、前記第１の動作状態に戻り、
前記第３の動作状態で、ポーラ変調に切り替える指示を受けた後、前記第１の動作状態に移行する前に、直交変調に切り替える指示を受けた場合、前記第１の動作状態へ移行せず、前記第３の動作状態を保つことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の送信回路。
【請求項７】
第２の温度補償を行う第２の温度補償部と、
第２の温度センサとをさらに備え、
前記第２の温度補償は、前記アンプ部の信号遅延の温度補償であり、
前記第２の温度補償部は、前記第２の温度センサによって測定した前記アンプ部の温度に基づいて、前記アンプ部の信号遅延を補償するための、信号遅延補償値を算出し、当該信号遅延補償値に基づいて、前記振幅成分信号および位相成分信号の少なくとも一方を遅延させ、ポーラ変調方式の変調を行う際は、前記第２の温度補償をオンにし、直交変調方式の変調を行う際は、前記第２の温度補償をオフにし、
前記第２の温度補償がオフ状態からオン状態になる際、前記第２の温度センサによって測定した前記第２の温度補償のオフ中の温度変化に基づいて、新たな補償値を計算し、当該新たな補償値に基づいて前記第２の温度補償を開始することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の送信回路。
【請求項８】
第３の温度補償を行う第３の温度補償部と、
第３の温度センサとをさらに備え、
前記第３の温度補償は、前記アンプ部のオフセット特性の温度補償であり、
前記第３の温度補償部は、前記第３の温度センサによって測定した前記アンプ部の温度に基づいて、前記アンプ部のオフセット特性を補償するためのオフセット補償値を算出し、当該オフセット補償値に基づいて、前記振幅成分信号の電圧を補償し、ポーラ変調方式の変調を行う際は、前記第３の温度補償をオンにし、直交変調方式の変調を行う際は、前記第３の温度補償をオフにし、
前記第３の温度補償がオフ状態からオン状態になる際、前記第３の温度センサによって測定した前記第３の温度補償のオフ中の温度変化に基づいて、新たな補償値を計算し、当該新たな補償値に基づいて前記第３の温度補償を開始することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の送信回路。
【請求項９】
通信機器であって、
送信信号を生成する送信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備え、
前記送信回路は、請求項１〜８のいずれかに記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。
【請求項１０】
前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯電話や無線ＬＡＮ等の無線通信システムに用いられる送信回路の構成に関する。より特定的には、低歪みかつ低消費電流で動作する送信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の送信回路としては、例えば、直交変調等の変調方式を利用して、送信信号を生成する送信回路（以下、直交変調回路と記す）があった。なお、直交変調回路については、広く知られているため説明を省略する。また、直交変調回路よりも小型かつ高効率に動作する従来の送信回路として、ポーラ変調方式を用いたポーラ変調回路が知られている。ポーラ変調回路では、入力された信号を位相成分信号と振幅成分信号とに分離し、位相成分信号により変調された定振幅な信号に、飽和アンプを用いて振幅成分信号を増幅合成することで送信信号を生成する。ポーラ変調回路は、飽和状態でアンプを動作させるため、一般に高い電力効率で送信信号を生成することができる。【０００３】
従来、高出力時には、上述のようなポーラ変調方式を利用し、低出力時には、直交変調方式を用いることで、全体として高い電力効率が得られる送信回路が提案されている。例えば、特許文献１は、図１８に示すような送信回路６００を開示している。この送信回路の構成および動作を以下に説明する。【０００４】
ベースバンド部６０１から直交方式用の信号である同相成分信号（Ｉ信号）および直交成分信号（Ｑ信号）が、インタフェース部６０２に入力される。インタフェース部６０２内のＲθ変換部６０４は、ベースバンド部６０１からのＡＧＣ制御信号に基づいて、直交変調方式／ポーラ変調方式の切り替えを行う。Ｒθ変換部６０４は、直交変調方式のときは信号処理を行わずにＩ信号およびＱ信号をスルー出力し、ポーラ変調方式のときはＩ信号およびＱ信号から、振幅成分信号および位相成分信号への変換処理（Ｒθ変換処理）を行う。Ｒθ変換処理は、リミッタによる位相情報の抽出と包絡線検波によって行う。【０００５】
ＤＡＣ６０５には直交変調方式の場合にはＩ信号、ポーラ方式の場合には位相成分信号が入力される。また、ＤＡＣ６０６には直交変調方式の場合にはＱ信号、ポーラ変調方式の場合には振幅成分信号が入力される。ＤＡＣ６０５の出力は、ベースバンドフィルタ６２５を介してミキサ６２１に入力される。【０００６】
スイッチ６０７は、直交変調方式の場合にはＤＡＣ６０６の出力をＲＦ−ＩＣ６０３のＱ成分用ベースバンドフィルタ６０８に接続し、ポーラ変調方式の場合には同出力を振幅変調回路６０９に接続する。【０００７】
スイッチ６１０は直交変調方式の場合にはＩ信号およびＱ信号の和を、ポーラ変調方式の場合には位相成分信号のみをＡＧＣアンプ６１１に接続する。スイッチ６１２は直交変調方式の場合にはＡＧＣアンプ出力を出力バッファ６１３に接続し、パワーアンプ６１４を経由せずにフロントエンド部に出力し、ポーラ変調方式の場合には同出力をパワーアンプ６１４に接続し、増幅する。【０００８】
直交変調時には、入力信号は、Ｉ信号とＱ成分信号とに変換される。発振器６２０が生成した発振信号は、位相シフタ６２３によって２つに分離される。一方は、位相シフトされずにミキサ６２１に向けて出力され、ミキサ６２１において、ベースバンドフィルタ６２５から出力されたＩ信号が乗算される。もう一方は位相シフトされた後、ミキサ６２２に向けて出力され、ミキサ６２２において、ベースバンドフィルタ６０８から出力されたＱ信号が乗算される。これらのＩ信号およびＱ信号が乗算された各信号は、その後、加算器６２４によって合成され、直交変調方式による変調波となる。また、ポーラ変調時には、入力信号は、振幅成分信号と位相成分信号とに変換される。発振器６２０が生成した発振信号には、まず、位相成分信号が乗算され、位相変調信号が生成される。その後、パワーアンプ６１４によって、位相変調信号に振幅成分信号が増幅合成され、ポーラ変調方式による変調波となる。すなわち、送信回路は、信号の電圧レベルが一定値より、低い場合は直交変調を行い、高い場合はポーラ変調を行うよう変調方式を切り替える。このように、従来の送信回路は、直交変調方式とポーラ変調方式を組み合わせて使用し消費電力の低減を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３９７９２３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般に発振器として用いられるＶＣＯ（電圧制御発振器）は、供給電流を変化させると、出力周波数も変動し、一定時間の間、周波数が収束しないという特徴がある。そのため、従来の送信回路６００においては、動作中、送信信号の品質低下を防ぐためには、ＶＣＯへの供給電流を一定に保ち、発振周波数が変動しないようにする必要があった。ＶＣＯへの供給電流は、高出力が要求されるポーラ変調時に合わせて高レベル状態に維持しなければならず、出力レベルが低くてよい直交変調時であっても、ＶＣＯの供給電流を低くすることができないため、送信回路の電力効率の向上を阻害していた。【００１１】
また、送信回路のアンプ部等には、温度に依存した、信号遅延特性があり、別経路を伝達する振幅成分信号と位相成分信号との遅延量が発生するため、ポーラ変調時に送信信号の品質が低下するという問題があった。【００１２】
また、送信回路のアンプ部には、温度に依存した、オフセット特性があり、入力信号である振幅成分信号の電圧レベルが低い範囲では、アンプ部から出力電圧を得ることができず、送信信号の品質が低下するという問題があった。【００１３】
それ故に本発明の目的は、直交変調時に、低電流のＶＣＯに切り替えることを可能にして送信回路の電力効率を向上するとともに、送信信号の品質低下を防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の一局面は、ポーラ変調方式および直交変調方式の、２つの変調方式を備え、指定に応じて変調方式を切り替えて送信信号を生成する送信回路であって、入力データを、ポーラ変調方式では振幅成分信号および位相成分信号に、直交変調方式では同相成分信号および直交成分信号に、変換して出力する信号生成部と、第１のＶＣＯを有する第１のシンセサイザ部と、第１のＶＣＯより消費電流が少ない第２のＶＣＯを有する第２のシンセサイザ部と、ミキサ部と、アンプ部とを備え、少なくとも、第１のシンセサイザ部が、位相成分信号に基づいて位相変調信号を生成し、アンプ部が、振幅成分信号に基づいて位相変調信号に振幅合成を行い送信信号を生成することで、ポーラ変調方式の変調を行う第１の動作状態と、第１のシンセサイザ部が、搬送波を生成し、ミキサ部が、搬送波と同相成分信号と直交成分信号とから送信信号を生成することで、直交変調方式の変調を行う第２の動作状態と、第２のシンセサイザ部が、搬送波を生成し、ミキサ部が、搬送波と同相成分信号と直交成分信号とから送信信号を生成することで、直交変調方式の変調を行う第３の動作状態とを有し、第１の動作状態で、直交変調に切り替える指示を受けた場合、第２の動作状態に移行するとともに、第２のシンセサイザ部の電源をオンにし、所定時間経過後、第３の動作状態に移行するとともに第１のシンセサイザ部の電源をオフにし、第３の動作状態で、ポーラ変調に切り替える指示を受けた場合、第１のシンセサイザ部の電源をオンにし、所定時間経過後、第１の動作状態に移行するとともに第２のシンセサイザ部の電源をオフにする、送信回路である。【００１５】
また、本発明の送信回路は、第１の温度補償を行う第１の温度補償部と、第１の温度センサとをさらに備え、第１の温度補償部は、第１の温度補償をオフにする際、補償値を記憶し、第１の温度補償部は、第１の温度補償をオンにする際、記憶した補償値に基づいて第１の温度補償を開始することを特徴とする。【００１６】
また、本発明の送信回路の第１の温度補償部は、第１の温度補償をオンにする際、記憶した補償値と、第１の温度センサによって測定した第１の温度補償のオフ中の温度変化とに基づいて、新たな補償値を計算し、当該新たな補償値に基づいて第１の温度補償を開始することを特徴とする。【００１７】
さらに、本発明の送信回路は、第１の温度補償が、ＶＣＯの供給電圧の温度補償であり、第１の温度補償部は、第１のＶＣＯが動作中に、その発振周波数をモニタし、供給電圧を補償して発振周波数を安定させることを目的とし、第１の温度補償部は、第１のシンセサイザ部の電源をオフにする際、第１の温度補償をオフにし、第１のＶＣＯへの供給電圧の補償値を記憶し、第１の温度補償部は、第１のシンセサイザ部の電源をオンにする際、第１の温度補償をオンにし、記憶した補償値を用いて第１のＶＣＯへの供給電圧の補償を開始することを特徴とする。【００１８】
さらにまた、本発明の送信回路は、第１の温度補償が、ＶＣＯの供給電圧の温度補償であり、第１の温度補償部は、第１のＶＣＯが動作中に、その発振周波数をモニタし、供給電圧を補償して発振周波数を安定させることを目的とし、第１の温度補償部は、第１のシンセサイザ部の電源をオフにする際、第１の温度補償をオフにし、第１のＶＣＯへの供給電圧の補償値を記憶し、第１の温度補償部は、第１のシンセサイザ部の電源をオンにする際、記憶した補償値と、第１の温度センサによって測定した第１のシンセサイザ部の電源オフ中の第１のＶＣＯの温度変化とに基づいて、新たな補償値を計算し、当該新たな補償値に基づいて第１のＶＣＯへの供給電圧の補償を開始することを特徴とする。【００１９】
さらにまた、本発明の送信回路は、第２の動作状態で、ポーラ変調に切り替える指示を受けた場合、第３の動作状態へ移行せず、第１の動作状態に戻り、第３の動作状態で、ポーラ変調に切り替える指示を受けた後、第１の動作状態に移行する前に、直交変調に切り替える指示を受けた場合、第１の動作状態へ移行せず、第３の動作状態を保つことを特徴とする。【００２０】
さらにまた、本発明の送信回路は、第２の温度補償を行う第２の温度補償部と、第２の温度センサとをさらに備え、第２の温度補償は、アンプ部の信号遅延の温度補償であり、第２の温度補償部は、第２の温度センサによって測定したアンプ部の温度に基づいて、アンプ部の信号遅延を補償するための、信号遅延補償値を算出し、当該信号遅延補償値に基づいて、振幅成分信号および位相成分信号の少なくとも一方を遅延させ、ポーラ変調方式の変調を行う際は、第２の温度補償をオンにし、直交変調方式の変調を行う際は、第２の温度補償をオフにし、第２の温度補償がオフ状態からオン状態になる際、第２の温度センサによって測定した第２の温度補償のオフ中の温度変化に基づいて、新たな補償値を計算し、当該新たな補償値に基づいて第２の温度補償を開始することを特徴とする。【００２１】
さらにまた、本発明の送信回路は、第３の温度補償を行う第３の温度補償部と、第３の温度センサとをさらに備え、第３の温度補償は、アンプ部のオフセット特性の温度補償であり、第３の温度補償部は、第３の温度センサによって測定したアンプ部の温度に基づいて、アンプ部のオフセット特性を補償するためのオフセット補償値を算出し、当該オフセット補償値に基づいて、振幅成分信号の電圧を補償し、ポーラ変調方式の変調を行う際は、第３の温度補償をオンにし、直交変調方式の変調を行う際は、第３の温度補償をオフにし、第３の温度補償がオフ状態からオン状態になる際、第３の温度センサによって測定した第３の温度補償のオフ中の温度変化に基づいて、新たな補償値を計算し、当該新たな補償値に基づいて第３の温度補償を開始することを特徴とする。【００２２】
本発明の、他の局面は、上述のような送信回路と、送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備える通信機器である。【００２３】
また、本発明の通信機器は、アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、送信回路で生成された送信信号をアンテナに出力し、アンテナから受信した受信信号を受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、送信回路は、直交変調時に低電流のＶＣＯに切り替えることができ、電力効率を向上させることができる。また、ポーラ変調方式に切り替わった直後においても、安定した発振信号を得ることができ、送信信号の品質低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路の第１の動作状態を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路の第２の動作状態を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路の第３の動作状態を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路の動作状態の切替処理を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路の動作状態の切替処理を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路の動作状態の切替処理を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路の動作状態の切替処理を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路の第１のシンセサイザ部と温度補償部を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路の温度補償処理を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る送信回路のＬＵＴに格納されるテーブルの例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施の形態に係るキャリブレーションパターンの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る送信回路を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る送信回路を示す図である。
【図１５】図１５は、パワーアンプのオフセット特性を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る送信回路のパワーアンプのオフセット補償量を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の第４の実施形態に係る通信機器の構成を示す図である。
【図１８】図１８は、従来の送信回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について以下に説明する。図１は、本実施形態に係る送信回路１００の構成を示す図である。送信回路１００は、信号生成部１０１と、第１および第２のシンセサイザ部１０２および１０３と、ミキサ部１２１と、第１の温度補償部１３１と、第１の温度センサ１３２と、アンプ部１２７とを備える。送信回路１００への入力には、変調前の入力データと、変調方式を切り替える決定基準となる指示信号とが含まれる。信号生成部１０１には、これらの入力データおよび指示信号が入力される。信号生成部１０１は、制御部１６０を含む。制御部１６０は、指示信号に基づいて、直交変調またはポーラ変調の、いずれの変調方式で変調するかを決定する。指示信号に基づく制御部１６０の決定処理の例については、後述する。信号生成部１０１は、入力データを、制御部１６０によって決定された変調方式に応じた信号に変換する。
【００２７】
すなわち、信号生成部１０１は、直交変調時にはＩ信号およびＱ信号に、ポーラ変調時には振幅成分信号および位相成分信号に変換する。なお、直交変調時には振幅成分信号および位相成分信号は無信号となり、ポーラ変調時には、Ｉ信号およびＱ信号は無信号となる。Ｉ信号およびＱ信号はミキサ部１２１に、それぞれデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１０６、１０７を介して、入力される。振幅成分信号はＤＡＣ１０４を介して、アンプ部１２７に入力される。アンプ部１２７は、ＶＧＡ１２８、ＬＰＦ１２９、パワーアンプ（ＰＡ）１３０およびＰＡドライバー１３４で構成される。ＰＡドライバー１３４は、直交変調時にはパワーアンプ１３０が線形動作するように、パワーアンプ１３０に定電圧を供給する。また、ＰＡドライバー１３４は、ポーラ変調時にはパワーアンプ１３０に振幅成分信号に応じた電圧を供給する。また、位相成分信号は第１のシンセサイザ部１０２および第１の温度補償部１３１に入力される。
【００２８】
第１のシンセサイザ部１０２には、位相成分信号および、ＤＡＣ１０５を介して第１の温度補償部１３１からの出力が入力される。第１の温度補償部１３１は、詳しくは後述するが、第１のシンセサイザ部１０２内の第１のＶＣＯ１１１の温度変動に伴うゲイン変動を補償する役割を果たす。第１のシンセサイザ部１０２内のチャンネル制御部１０８は、搬送波の周波数を制御する信号を出力する。第１のシンセサイザ部１０２内の第１のＶＣＯ１１１には、この搬送波の周波数を制御する信号および位相成分信号がローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０９およびΔΣＤＡＣ（ΔΣデジタル−アナログ変換器）１１０を介して、第１の温度補償部１３１からの信号がＤＡＣ１０５を介して、入力される。第１のＶＣＯ１１１は、これらの信号に基づいて、直交変調時には搬送波を生成し、ポーラ変調時には位相変調信号を生成し、第１のシンセサイザ部１０２の出力とする。この出力はスイッチ１２６を介して、アンプ部１２７に接続し、スイッチ１３３を介してミキサ部１２１に接続する。なお、第１のシンセサイザ部１０２は、ローカル発振器１１３およびミキサ１１２およびＦＤＣ（周波数−デジタル変換器）１１４を含むフィードバックループを備え、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数の安定化を行っている。また、第１のシンセサイザ部１０２から、第１の温度補償部１３１に、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数の誤差情報が出力される。
【００２９】
第２のシンセサイザ部１０３は、内部に備えるＴＣＸＯ（温度補償型水晶発振器）１１５からの出力に基づき、同じく内部に備える第２のＶＣＯ１１９を用いて、搬送波を生成する。搬送波は、第２のシンセサイザ部１０３の出力として、スイッチ１３３を介してミキサ回路に接続する。第２のシンセサイザ部１０３は、分周器１２０および位相比較器１１６およびＣＰ（チャージポンプ）１１７およびＬＰＦ１１８を含むフィードバックループを備え、第２のＶＣＯ１１９の発振周波数の安定化を行っている。
【００３０】
低出力レベルでの送信時は、直交変調方式を用い、主に第２のシンセサイザ部１０３を用いる。また高出力レベルでの送信時は、ポーラ変調方式を用い、第１のシンセサイザ部１０２を用いる。
【００３１】
ミキサ部１２１は、スイッチ１３３の状態に応じて、第１のシンセサイザ部の発振器からの出力または第２のシンセサイザ部の出力のいずれかが入力される。ミキサ部１２１は、位相シフタ１２４およびミキサ１２２、１２３および加算器１２５から構成され、直交変調時には、この入力信号およびＩ信号およびＱ信号から、直交変調信号を生成し、スイッチ１２６を介してアンプ部１２７に出力する。
【００３２】
アンプ部１２７は、スイッチ１２６の状態に応じて、第１のシンセサイザ部１０２の第１のＶＣＯ１１１から位相変調信号、または、ミキサ部１２１からの直交変調信号のいずれかが、入力される。また、アンプ部１２７は、振幅成分信号が、ＤＡＣ１０４を介して入力される。アンプ部１２７は、直交変調時には線形増幅を行い、ポーラ変調時には、飽和状態で、位相変調信号に振幅変調信号を増幅合成して、送信信号を出力する。
【００３３】
なお、送信回路１００は４つのＤＡＣ１０４〜１０７を備えているが、ＤＡＣ１０４、１０５はポーラ変調時のみ使用され、ＤＡＣ１０６、１０７は直交変調時のみ使用される。したがって、例えばＤＡＣ１０４と１０６とを共用化し、ＤＡＣ１０５と１０７とを共用化する回路構成とすることも可能である。
【００３４】
ここで、制御部１６０の決定処理について説明する。送信回路１００は、外部からの指定に応じて、直交変調方式およびポーラ変調方式の２つの変調方式を切り替える。外部からの指定としては例えば基地局等からの指示が挙げられる。送信回路１００を備えた通信機器と、基地局とが通信を行う場合、基地局は、通信状態が悪く、通信機器からの受信レベルが低いと、通信機器に対して送信信号の出力レベルを上げるよう指示を出す。また、基地局は、通信状態が良好で、受信レベルが高いと、送信信号の出力レベルを下げるよう指示を出す。通信機器は、基地局からの指示を、指示信号として、機器内の送信回路１００に伝達する。制御部１６０は、指示信号に基づいて、直交変調またはポーラ変調の、いずれの変調方式で変調するかを決定する。例えば、基地局が要求する出力レベルが、所定の閾値より高い場合は、ポーラ変調方式で変調を行うよう決定し、所定の閾値より低い場合は直交変調方式で変調を行うよう決定する。
【００３５】
送信回路１００の動作状態として、直交変調／ポーラ変調のいずれの変調方式を用いるか、および、第１／第２のいずれのシンセサイザ部の出力を送信信号の生成に用いるかによって、以下の３つの状態が存在する。以下、図２〜４を参照して、これらの状態について説明する。図２〜４は、送信回路１００の構成を模式化し、信号生成部１０１、第１のシンセサイザ部１０２、第２のシンセサイザ部１０３、ミキサ部１２１、アンプ部１２７およびスイッチ１２６、１３３のみを簡略化して表示したものであり、第１の温度補償部１３１、ＤＡＣ１０４〜１０７、制御部１６０等は省略してある。また、各動作状態において、送信信号の生成に寄与する箇所を実線で示し、送信信号の生成に寄与しない箇所を破線で表してある。
【００３６】
第１の動作状態は、第１のシンセサイザ部１０２の出力を用いて、ポーラ変調を行う状態である。この状態においては、信号生成部１０１は振幅成分信号および位相成分信号を出力する。図２に示すとおり、スイッチ１２６は、第１のシンセサイザ部１０２の出力がアンプ部の入力に接続される状態になっている。
【００３７】
第２の動作状態は、第１のシンセサイザ部１０２の出力を用いて、直交変調を行う状態である。この状態においては、信号生成部１０１はＩ信号およびＱ信号を出力する。図３に示すとおり、スイッチ１２６は、ミキサ部１２１の出力がアンプ部の入力に接続される状態になっている。また、スイッチ１３３は第１のシンセサイザ部１０２の出力がミキサ部１２１の入力に接続される状態となっている。
【００３８】
第３の動作状態は、第２のシンセサイザ部１０３の出力を用いて、直交変調を行う状態である。この状態においては、信号生成部１０１はＩ信号およびＱ信号を出力する。図４に示すとおり、スイッチ１２６は、ミキサ部１２１の出力がアンプ部１２７の入力に接続される状態になっている。また、スイッチ１３３は第２のシンセサイザ部１０３の出力がミキサ部１２１の入力に接続される状態となっている。
【００３９】
なお、スイッチ１２６およびスイッチ１３３の切替制御、第１のシンセサイザ部１０２および第２のシンセサイザ部１０３の電源オン／オフ制御、および、ＰＡドライバー１３４の動作制御等、上述の動作状態の切り替えを行うために必要な各モジュールの制御は、制御部１６０が行う。本実施例では、図１に示すとおり、制御部１６０から、スイッチ１２６、スイッチ１３３、第１のシンセサイザ部１０２、第２のシンセサイザ部１０３、および、ＰＡドライバー１３４のそれぞれに対して、制御線が備えられており、制御のための信号が伝達される。なお、制御部１６０は信号生成部１０１内部に備えられていることとしたが、これは一例にすぎず、送信回路１００内に独立して備えられていてもよく、他のモジュールの内部に備えられていてもよい。
【００４０】
ポーラ変調状態から直交変調状態へ切り替える場合は第１の動作状態から、第２の動作状態を経由して、第３の動作状態に遷移する。また、直交変調状態からポーラ変調状態に切り替える場合は、第３の動作状態から、第１の動作状態に遷移する。
【００４１】
以下、この変調方式の切り替えについて図５および６を参照して詳細に説明する。まず、図５を用いて、ポーラ変調状態から直交変調状態へ遷移する場合について説明する。送信信号はスロットと呼ばれる時間単位に区切られて送信される。図５では、第ｎスロットから第（ｎ＋２）スロットを示してある。スロット間にはスロット境界と呼ばれる一定の時間幅が設けられており、この間は送信信号の送信は行われない。第ｎスロットでは、ポーラ変調が行われており、送信回路１００は第１の動作状態で動作している。第ｎスロットにおいて、送信信号の出力レベルを下げる指示を送信回路１００が受けたとする。送信回路１００は、直交変調方式への切り替え処理を、第ｎスロットと第（ｎ＋１）スロットの境界タイミングで開始する。すなわち、第ｎスロットと第（ｎ＋１）スロットの境界タイミングでスイッチ１２６が切り替わり、第１の動作状態から第２の動作状態へと遷移し、直交変調方式での変調が行われるようになる。第（ｎ＋１）スロットでは、送信回路１００は第２の動作状態で動作する。また、第（ｎ＋１）スロット内で第２のシンセサイザ部１０３への電力供給が開始される。次のスロット境界である第（ｎ＋１）スロットと第（ｎ＋２）スロットの境界タイミングで、スイッチ１３３が切り替わり、第（ｎ＋２）スロットでは、送信回路１００は第３の動作状態で動作する。また、第１のシンセサイザ部１０２への電力供給は停止される。
【００４２】
このように、ポーラ変調状態から直交変調状態に切り替える場合、第２のシンセサイザ部１０３の電力供給を開始してから、実際に第２のシンセサイザ部１０３の出力を送信信号の生成に用いるまでの期間が、第（ｎ＋１）スロット内に存在する。これは、第２のシンセサイザ部１０３の発振特性が、所望の状態で安定するまでに一定の時間がかかるため、その間は、第２のシンセサイザ部１０３を用いないようにしたものである。すなわち第（ｎ＋１）スロットについては、第１のシンセサイザ部１０２を用いる第２の動作状態で動作する。なお、第２のシンセサイザ部の発振特性が安定するまでに要する時間は１スロットの時間より短いため、第２の動作状態は１スロットのみとしたが、安定までに要する時間が１スロット時間より長い場合は、第２の動作状態をそれより長くすればよい。
【００４３】
次に、図６を用いて、直交変調状態からポーラ変調状態へ遷移する場合について説明する。図６では、図５同様、第ｎスロットから第（ｎ＋２）スロットを示してある。第ｎスロットでは、直交変調が行われており、送信回路１００は第３の動作状態で動作している。第ｎスロットにおいて、送信信号の出力レベルを上げる指示を送信回路１００が受けたとする。送信回路１００はポーラ変調方式への切り替え処理を、第ｎスロットと第（ｎ＋１）スロットの境界タイミングで開始する。第（ｎ＋１）スロットにおいては、まだ変調方式の切り替え自体は行わず、アンプ部１２７のゲインを調整することにより、送信信号の出力レベルを高くし、基地局等からの高出力指示に対応する。次に、第（ｎ＋１）スロット内で第１のシンセサイザ部１０２への電力供給が開始される。そして、第（ｎ＋１）スロットと第（ｎ＋２）スロットの境界タイミングで、スイッチ１２６および１３３が切り替わり、第（ｎ＋２）スロットでは、送信回路１００は第１の動作状態で動作し、ポーラ変調方式で変調を行うようになる。また、第２のシンセサイザ部１０３への電力供給は停止される。
【００４４】
このように、直交変調状態からポーラ変調状態に切り替える場合、第１のシンセサイザ部１０２の電力供給を開始してから、実際に第１のシンセサイザ部１０２の出力を送信信号の生成に用いるまでの期間が、第（ｎ＋１）スロット内に存在する。これは、第１のシンセサイザ部１０２の発振特性が、第２のシンセサイザ部１０３と同様、所望の状態で安定するまでに一定の時間がかかるためである。第（ｎ＋１）スロットでは、第３の動作状態が継続し、直交方式での変調が行われる。すなわち、第（ｎ＋１）スロットでは変調方式の切り替えは行われない。この点については、ポーラ変調方式から直交変調方式に切り替わる場合と異なる。これは、第１のシンセサイザ部１０２でなければポーラ変調用の位相成分変調信号を生成できないため、第１のシンセサイザ部１０２が利用できない間は、ポーラ変調を行うことができないためである。
【００４５】
このように、変調方式の切り替えに伴って、第１、第２のシンセサイザ部１０２、１０３の動作／停止が繰り返されるが、各シンセサイザの発振周波数が安定しない間は送信信号の生成に利用しないことによって、送信信号の品質低下を防いでいる。なお、例えば、送信回路１００を備えた通信機器と、基地局とが通信を行う場合に、通信状態が「良好」／「悪い」の閾値をまたいで頻繁に変動する場合、基地局が、通信スロットごとに送信信号のレベルの上げ下げの指示を当該通信機器に出すことが考えられる。このような指示に基づいて、頻繁に変調方式の切り替え指示が送信回路１００に与えられた場合の動作について以下に説明する。
【００４６】
図７は、第１の動作状態中に上記頻繁な切り替え指示があった場合の、送信回路１００の動作を示す図である。第ｎスロットで、第１の動作状態で、ポーラ変調方式で動作中、直交変調方式への切り替え指示があったとする。この場合、第（ｎ＋１）スロットで直交変調へ切り替わり、第２の動作状態で動作する。さらに、このスロットでポーラ変調方式への切り替え指示があったとすると、送信回路１００は、第（ｎ＋２）スロットで第１の動作状態へと戻り、ポーラ変調方式に移行する。すなわち、第２のシンセサイザ部１０３は、第（ｎ＋１）スロットで電源オンされるものの、第（ｎ＋２）スロットで電源オフされ、第３の動作状態に移行することはない。また、このスロットでさらに、直交変調への切り替え指示があったとすると、第（ｎ＋３）スロットで直交変調へ切り替わり、第２の動作状態で動作する。
【００４７】
図８は、第３の動作状態中に上記頻繁な切り替え指示があった場合の、送信回路１００の動作を示す図である。第ｎスロットで、第３の動作状態で、直交変調方式で動作中、ポーラ変調方式への切り替え指示があったとする。この場合、第（ｎ＋１）スロットは第３の動作状態を維持するが、アンプ部１２７のゲインを調整することにより、送信信号の出力レベルを高くし、基地局等からの高出力指示に対応する。また、第１の動作状態に遷移するべく、第１のシンセサイザ部１０２が電源オンされる。さらに、このスロットで直交変調方式の切り替え指示があったとすると、送信回路１００は、第（ｎ＋２）スロットで第３の動作状態を継続する。すなわち、第１のシンセサイザ部１０２は、第（ｎ＋１）スロットで電源オンされるものの、第（ｎ＋２）スロットで電源オフされ、第１の動作状態に移行することはない。また、このスロットでさらに、ポーラ変調への切り替え指示があったとすると、第（ｎ＋３）スロットで、第３の動作状態を維持するが、アンプ部１２７のゲインを調整することにより、送信信号の出力レベルを高くし、基地局等からの高出力指示に対応する。また、第１の動作状態に遷移するべく、第１のシンセサイザ部１０２が電源オンされる。
【００４８】
以上のように、送信回路１００は、基地局等から送信信号のレベルの上げ下げについて頻繁に指示が出された場合でも、その要求に応えることができる。
【００４９】
また、第１のシンセサイザ部１０２は、ポーラ変調時には、位相成分信号に基づいて位相変調を行うため、第２のシンセサイザ部１０３に比べて高い発振精度が求められる。一般にＶＣＯは、温度に依存して発振周波数の誤差が発生する。本実施の形態では、第１のシンセサイザ部１０２内部の第１のＶＣＯ１１１に対して、この温度変化による発振周波数の誤差を補償するため、以下に説明する温度補償のための機構が備えられている。
【００５０】
以下に、この温度変化による発振周波数の変動に対する補償について、図９〜１１を参照して説明する。図９は、送信回路１００のうち、第１のシンセサイザ部１０２と第１の温度補償部１３１と第１の温度センサ１３２とを示す図である。第１の温度補償部１３１は第１の計算器１５２と、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）１５１と可変ゲインアンプ１５３を備えている。第１の温度センサ１３２は、第１のシンセサイザ部１０２内の第１のＶＣＯ１１１に接近して配置されている。第１の計算器１５２は、第１のシンセサイザ部１０２内の、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数の誤差情報およびＦＤＣ１１４の出力と、第１の温度センサ１３２の出力とを、入力として取得することができる。また、第１の計算器１５２は、ゲイン補正に用いる値を保存するＬＵＴ１５１への参照が可能である。また第１の計算器１５２からの出力は可変ゲインアンプ１５３のゲイン設定に利用される。可変ゲインアンプ１５３は位相成分信号を、第１の計算器１５２からの入力に応じた利得で増幅し、第１の温度補償部１３１の出力として出力する。この出力は、ＤＡＣ１０５およびキャパシタ１５４を介して第１のＶＣＯ１１１に入力される。これにより、第１のＶＣＯ１１１に供給される電圧が変化し、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数も変化する。
【００５１】
図１０は、第１のＶＣＯ１１１に対する温度補償処理を示す図である。図１０に示すように、第１のシンセサイザ部１０２が動作し、第１のＶＣＯ１１１が発振している場合には常に温度補償が行われている。このとき、図９に示す第１の計算器１５２は、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数の誤差情報に基づき、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数が所定の周波数に一致するように、可変ゲインアンプ１５３のゲインを補正する。なお、このゲイン補正処理には、ＦＤＣ１１４からの出力は、利用されない。ＦＤＣ１１４からの出力の利用については、後述する。可変ゲインアンプ１５３のゲイン補正の結果は、キャパシタ１５４を介して第１のＶＣＯ１１１への電圧変化をもたらし、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数を所定の周波数に近づく方向に変化させる。この処理を繰り返すことにより、常に、第１のＶＣＯ１１１は所定の発振周波数を維持することができる。また、第１のシンセサイザ部１０２が動作している状態から動作しない状態へと変化して、第１のＶＣＯ１１１の動作が停止するとき、図１０に示すように、第１の計算器１５２は、可変ゲインアンプ１５３のゲイン補正値を停止直前の温度補償パラメータとして記憶する。
【００５２】
ＬＵＴ１５１にはゲイン補正値のテーブルが予め格納されている。このゲイン補正値のテーブルは、例えば工場出荷時に設定される。図１１に、このようなテーブルの例を示す。この例では、第１のＶＣＯ１１１のＮ種類の発振周波数Ｆｒｅｑ１、Ｆｒｅｑ２、…、ＦｒｅｑＮ（Ｈｚ）ごとに、基準温度Ｔｍｉｄ（°Ｃ）より高い温度範囲での、温度１°Ｃの上昇当たりおよび１°Ｃの低下当たりの、可変ゲインアンプ１５３に設定するゲインの値の補正値および基準温度Ｔｍｉｄ（°Ｃ）より低い温度範囲での温度１°Ｃの上昇当たりおよび１°Ｃの低下当たりの、可変ゲインアンプ１５３に設定するゲインの値の補正値がテーブルに記載されている。
【００５３】
図１０に示すように、第１のシンセサイザ部１０２が動作していない状態から動作する状態へと変化し第１のＶＣＯ１１１の動作が開始するとき、第１の計算器１５２は、記憶していた停止直前の温度補償パラメータだけでなく、このテーブルに格納されたゲイン補正値に基づいて、新たな温度補償パラメータを算出する。第１のＶＣＯ１１１が停止している間、第１のＶＣＯ１１１の温度は変化しているため、記憶していた温度補償パラメータを再びそのまま用いるのは不適切であり、第１のＶＣＯ１１１の温度変化分だけ、さらにゲイン補正を行う必要があるためである。
【００５４】
第１のＶＣＯ１１１の温度変化は第１の温度センサ１３２によって測定される。第１の計算器１５２は、測定された温度変化量と、第１のＶＣＯ１１１に発振させるべき発振周波数とに対応する、ゲイン補正値を図１１に示すテーブルから読み出し、新たな温度補償パラメータを計算する。例えば、第１の温度センサ１３２によって、第１のシンセサイザ部１０２が動作していない状態から動作する状態へと変化したときの、第１のＶＣＯ１１１の温度がＴｍｉｄ°Ｃより高い温度範囲でΔＴ°Ｃ変化したことが検出された場合、発振周波数がＦｒｅｑ１ヘルツであるとき、第１の計算器１５２は、Ｃｏｍｐ＿ＰＶａｌ１×ΔＴの値を求める。そして、第１の計算器１５２は、記憶していた停止直前の温度補償パラメータにこの値を加算し、新たな温度補償パラメータを算出する。さらに、第１の計算器１５２は、新たな温度補償パラメータに基づいて、可変ゲインアンプ１５３のゲイン値を補正する。なお、第１のＶＣＯ１１１の温度変化範囲が、Ｔｍｉｄ°Ｃより高い温度範囲である場合は、温度補償パラメータには、上述のようにＣｏｍｐ＿ＰＶａｌ１を用い、低い温度範囲である場合は、Ｃｏｍｐ＿ＮＶａｌ１を用いる。また、第１のＶＣＯ１１１の温度変化が、Ｔｍｉｄ°Ｃをまたぐ場合は、Ｔｍｉｄ°Ｃより高い温度範囲の変化分には、Ｃｏｍｐ＿ＰＶａｌ１を用い、低い温度範囲の変化分には、Ｃｏｍｐ＿ＮＶａｌ１を用いる。
【００５５】
また、新たな周波数、例えば、Ｆｒｅｑ１とＦｒｅｑ２との間の周波数を発振させる場合は、Ｆｒｅｑ１とＦｒｅｑ２におけるゲイン補正値を線形補間してもよい。
【００５６】
このように、第１のＶＣＯ１１１の動作が停止し、動作再開後に第１のＶＣＯ１１１の温度が低下していても、停止直前の温度補償パラメータに対する温度低下分の補正を行うことにより、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数を、所定の周波数で早く安定させることができ、送信信号の品質低下を防ぐことができる。
【００５７】
なお、第１の計算器１５２は、温度補償パラメータを記憶していない場合は、このような温度補償を行うことができない。これを防ぐために、送信回路１００は、動作開始時は、出力電力によらずポーラ変調モードで動作することとし、実際に最初の変調信号を送信する前に温度補償を行い、温度補償パラメータを取得しておいてもよい。
【００５８】
次に、ＬＵＴ１５１に格納するテーブルの値の設定方法の一例について説明する。テーブルの各値は、送信回路１００の工場出荷時に、実際に異なる温度下で、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数を測定することにより求める。第１のＶＣＯ１１１の発振周波数の変動特性は個体差が大きいため、測定は各送信回路１００のそれぞれについて行い、それぞれ個別の設定値が設定される。
【００５９】
この測定は、所定の各周波数、各温度ごとに、所定のキャリブレーションパターンを第１のＶＣＯ１１１に入力して行う。本例では、周波数はＦｒｅｑ１、Ｆｒｅｑ２、…、ＦｒｅｑＮ（Ｈｚ）のＮ種類であり、温度はＴｈｉｇｈ、ＴｍｉｄおよびＴｌｏｗ（°Ｃ）の３種類である。図１２は、第１のＶＣＯ１１１に入力されるキャリブレーションパターンの例を示す図である。各周波数のキャリブレーションパターンは、図１２に示すように、第１のＶＣＯ１１１が、当該周波数を中心に当該周波数より高い周波数と低い周波数を等間隔に出力すると期待されるパターンである。図１２のＶ（ＦｒｅｑＮ）は、第１のＶＣＯ１１１が出力する周波数がＦｒｅｑＮとなる入力電圧であり、ΔＶ（Ｆｒｅｆ）は、第１のＶＣＯ１１１が出力する周波数の差分がＦｒｅｆとなる電圧の差分値である。したがって、Ｖ（ＦｒｅｑＮ）＋ΔＶ（Ｆｒｅｆ）が第１のＶＣＯ１１１に入力されると、第１のＶＣＯ１１１はＦｒｅｑＮ＋Ｆｒｅｆの周波数を出力するものと期待されている。
【００６０】
第１の計算器１５２は、図９に示すローカル発振器１１３およびミキサ１１２およびＦＤＣ１１４を含むフィードバックループがオープンであり、第１のＶＣＯ１１１の発振周波数の温度特性が現れやすい状態で、ＦＤＣ１１４の出力を取得し、各周波数のキャリブレーションパターンに基づく第１のＶＣＯ１１１の発振周波数を各温度ごとに測定する。このような測定結果に基づいて、第１の計算器１５２は、各周波数、各温度ごとに、周波数のずれをなくすようなゲイン補正値を算出する。例えば、Ｖ（ＦｒｅｑＮ）＋ΔＶ（Ｆｒｅｆ）に対する第１のＶＣＯ１１１の測定周波数をＦｒｅｑＮ＋Ｆｍｅｓ１、Ｖ（ＦｒｅｑＮ）−ΔＶ（Ｆｒｅｆ）に対する第１のＶＣＯ１１１の測定周波数をＦｒｅｑＮ−Ｆｍｅｓ２とすると、ゲイン補正値は（Ｆｒｅｆ／Ｆｍｅｓ１＋Ｆｒｅｆ／Ｆｍｅｓ２）／２となる。なお、上述のキャリブレーションパターンは一例であり、上述したもの以外のパターンであってもよい。
【００６１】
次に第１の計算器１５２は、算出されたゲイン補正値に基づいて、温度１°Ｃ当たりのゲイン補正量を計算する。例えば図１１の、周波数Ｆｒｅｑ１の場合は、Ｃｏｍｐ＿ＰＶａｌ１、Ｃｏｍｐ＿ＮＶａｌ１は、それぞれ、次のように計算する。Ｃｏｍｐ＿ＰＶａｌ１＝（温度Ｔｈｉｇｈのときのゲイン補正値−温度Ｔｍｉｄのときのゲイン補正値）／（Ｔｈｉｇｈ−Ｔｍｉｄ）であり、Ｃｏｍｐ＿ＮＶａｌ１＝（温度Ｔｍｉｄのときのゲイン補正値−温度Ｔｌｏｗのときのゲイン補正値）／（Ｔｍｉｄ−Ｔｌｏｗ）である。なお、この例では、ゲイン補正値は温度がＴｍｉｄより高い領域と低い領域とで、それぞれ１°Ｃ当たりにつき線形補間したが、さらに多くの温度下で測定し、精度を高めてもよい。
【００６２】
このように本実施形態では、出力信号のレベルが低い直交変調時に、送信信号の品質を低下させることなく、ＶＣＯを切り替えることを可能にし、送信回路の電力効率を向上させることができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について以下に説明する。本実施形態に係る送信回路２００の構成を、図１３を参照して説明する。図１３は、送信回路２００の構成の概要を示す図である。送信回路２００は第１の実施形態における送信回路１００に第２の温度補償部２０１および第２の温度センサ２０２をさらに備えたものである。第２の温度補償部２０１は、第２の計算器２０３および遅延器２０４および２０５を備える。その他の構成要素については第１の実施形態に係る送信回路１００と同様であるため同じ参照符号を付し、説明を省略する。なお、図１３は、第１のシンセサイザ部１０２、第２のシンセサイザ部１０３およびミキサ部１２１については、それぞれの内部構成については記載を省略し、図１に比べて表示を簡潔化してある。また、信号生成部１０１内の制御部１６０と、制御部１６０から、スイッチ１２６、スイッチ１３３、第１のシンセサイザ部１０２、第２のシンセサイザ部１０３、および、ＰＡドライバー１３４への各制御線とについても、記載を省略してある。
【００６４】
第１の実施形態では第１のＶＣＯ１１１の温度補償に関して、ポーラ変調と直交変調を切り替えるときも、安定して温度補償が行える方法を示したが、第２の実施形態では、他の例として振幅成分信号と位相成分信号との遅延調整の温度補償について説明する。
【００６５】
信号生成部から出力された振幅成分信号と位相成分信号とは、第２の温度補償部２０１内の遅延器２０４および２０５にそれぞれ入力される。後述するとおり、第２の計算器２０３が算出した遅延補償量に応じて、振幅成分信号と位相成分信号とが遅延調整され、第２の温度補償部２０１から出力される。遅延調整後の振幅成分信号および位相成分信号は、それぞれ、ＤＡＣ１０４を介してアンプ部１２７および第１のシンセサイザ部１０２に入力される。また、第２の温度センサ２０２は、アンプ部１２７の内部のパワーアンプ１３０に近接して配置されており、パワーアンプ１３０の温度を検出する。第２の計算器２０３は、第２の温度センサ２０２と接続し、パワーアンプ１３０の温度をモニタすることができる。
【００６６】
ポーラ変調を行う送信回路では、入力信号から振幅成分信号と位相成分信号とを生成し、それぞれ、別の経路で、振幅変調信号および位相変調信号に変調される。その後、振幅変調信号および位相変調信号をアンプ部で増幅するため、振幅信号と位相信号との間のタイミングのずれである信号遅延による変調歪みが生じやすい。ポーラ変調方式において用いられる各部品は、温度変化に応じて信号遅延特性が変化するため、温度変化が原因となって振幅信号と位相信号との間の信号遅延が大きくなる場合がある。
【００６７】
本実施形態では、第２の温度補償部がパワーアンプ１３０の温度変化による、信号遅延を補償する。第２の温度補償部２０１内の第２の計算器２０３は、第２の温度センサ２０２が測定したパワーアンプ１３０の温度（°Ｃ）をモニタし、振幅信号と位相信号との遅延補償量（ｎｓ）を算出する。算出方法については、温度の関数である所定の計算式を用いる。計算式の代わりに、第２の計算器２０３がルックアップテーブルを備え、ルックアップテーブルに予め格納された、いくつかの温度に対する補償量に基づいて補間計算をしてもよい。第２の計算器２０３は、算出した補償量に基づいて、遅延器２０４および２０５を制御して、振幅成分信号および位相成分信号について、一方の出力タイミングを他方に対して遅延させる。
【００６８】
このように、本実施形態では、パワーアンプ１３０の温度変化による信号遅延を補償することで、パワーアンプ１３０に入力された振幅成分信号および位相成分信号の増幅合成のタイミングのずれが解消する。これにより、第１の実施形態よりさらに、送信信号の品質低下を防ぐことができる。
【００６９】
また、本実施例では、第２の温度補償部２０１は、パワーアンプ１３０の信号遅延特性に対する遅延補償を行うが、その他の部品についても、第２の温度センサ２０２の配置位置をその部品の近接位置に変更し、遅延補償量の計算式またはルックアップテーブルを、その部品の温度特性に応じたものに変更することによって、その部品によって生ずる信号遅延を補償することができる。また、振幅変調信号が生成される経路上または位相変調信号が生成される経路上に直列して並ぶ複数の部品について、それぞれ温度センサを近接位置に備えて温度をモニタすることとし、さらに、各部品の遅延補償量の計算式またはルックアップテーブルを備えてもよい。これにより、各部品の温度に基づき、当該部品の遅延補償量を算出することができる。これらの遅延補償量を加算することで、振幅成分信号および位相成分信号から送信信号が生成される全経路に対する遅延補償量を得ることができるので、この遅延補償量に基づく遅延補償を行うことで、送信信号の品質低下をさらに防ぐことができる。
【００７０】
また、第１の実施形態と同様にして、計算式またはルックアップテーブルを使用することにより、ポーラ変調モードから直交変調モードに切り替える際に、消費電力削減の観点から、第２の温度補償部２０１の温度補償機能を停止し、再び、直交変調モードからポーラ変調モードに切り替える際に、第２の温度補償部２０１の温度補償を再開しても、安定した温度補償が可能となる。
【００７１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について以下に説明する。本実施形態に係る送信回路３００の構成を、図１４を参照して説明する。図１４は、送信回路３００の構成の概要を示す図である。送信回路３００は第１の実施形態における送信回路１００に第３の温度補償部３０１および第３の温度センサ３０２をさらに備えたものである。第３の温度補償部３０１は、第３の計算器３０３および加算器３０４を備える。その他の構成要素については第１の実施形態に係る送信回路１００と同様であるため同じ参照符号を付し、説明を省略する。なお、図１４は、第１のシンセサイザ部１０２、第２のシンセサイザ部１０３およびミキサ部１２１については、それぞれの内部構成については記載を省略し、図１に比べて表示を簡潔化してある。また、信号生成部１０１内の制御部１６０と、制御部１６０から、スイッチ１２６、スイッチ１３３、第１のシンセサイザ部１０２、第２のシンセサイザ部１０３、および、ＰＡドライバー１３４への各制御線とについても、記載を省略してある。
【００７２】
第１の実施形態では第１のＶＣＯ１１１の温度補償に関して、ポーラ変調と直交変調を切り替えるときも、安定して温度補償が行える方法を示したが、第３の実施形態では、他の例としてパワーアンプ１３０のコレクタ電圧のオフセットの温度補償について説明する。
【００７３】
第１のシンセサイザ部１０２から出力された位相変調信号は、パワーアンプ１３０に入力される。パワーアンプ１３０が、位相変調信号に振幅変調信号を増幅合成する際、振幅変調信号は、パワーアンプ１３０のコレクタ電圧Ｖｃに入力される。
【００７４】
ここで、図１５を用いてパワーアンプ１３０の特性について説明する。図１５は、パワーアンプ１３０に供給されるコレクタ電圧Ｖｃと出力電圧Ｖｏとの関係を示す図である。ただし、入力電圧（位相変調信号）の大きさは一定であるとする。図１５に示すように、パワーアンプ１３０は、コレクタ電圧Ｖｃが小さな領域では、出力電圧Ｖｏを得ることができず、所望の変調信号を出力できない。以下、このようなパワーアンプ１３０の特徴をオフセット特性と呼び、出力電圧Ｖｏが得られる最小のコレクタ電圧Ｖｃをオフセット電圧と呼ぶ。オフセット電圧は、パワーアンプ１３０の温度によって変化する。パワーアンプ１３０に入力される振幅変調信号がオフセット電圧以下の範囲では、位相変調信号に振幅変調信号を増幅合成することができず、送信信号に歪みが発生し、送信信号の品質低下を招く。
【００７５】
本実施形態では、第３の温度補償部３０１が、パワーアンプ１３０の温度に応じて、オフセット電圧の補償を行う。第３の温度補償部３０１内の第３の計算器３０３は、第３の温度センサ３０２が測定したパワーアンプ１３０の温度（°Ｃ）をモニタし、オフセット補償量（Ｖ）を算出する。算出方法については、温度の関数である所定の計算式を用いる。計算式の代わりに、第３の計算器３０３がルックアップテーブルを備え、ルックアップテーブルに予め格納された、いくつかの温度に対する補償量に基づいて補間計算をしてもよい。第３の計算器３０３は、算出したオフセット補償量に応じて、加算器３０４を介して、振幅成分信号の電圧を補償する。
【００７６】
図１６は、パワーアンプ１３０の温度に応じたオフセット補償量を表す図である。パワーアンプ１３０の温度が低温、室温および高温の各場合、オフセット補償量はそれぞれ、ΔＬ、ΔＭおよびΔＨである。オフセット補償後は、コレクタ電圧Ｖｃが小さい範囲でも、出力電圧Ｖｏが得られることが分かる。
【００７７】
このように、本実施形態では、パワーアンプ１３０の温度に応じたオフセット特性を補償する。これにより、歪みのない送信信号を生成することができ、第１の実施形態よりさらに、送信信号の品質低下を防ぐことができる。
【００７８】
このように、本発明の第１〜３の実施形態においては、直交変調方式およびポーラ変調方式を切り替える送信回路を、送信信号の品質を低下させることなく実現することができ、電力効率の向上を図ることができる。なお、第２の実施形態に係る遅延補償と、第３の実施形態に係るオフセット補償とを、同時に実施することが可能である。
【００７９】
また、第１の実施形態と同様にして、計算式またはルックアップテーブルを使用することにより、ポーラ変調モードから直交変調モードに切り替える際に、消費電力削減の観点から、第３の温度補償部３０１の温度補償機能を停止し、再び、直交変調モードからポーラ変調モードに切り替える際に第３の温度補償部３０１の温度補償を再開しても、安定した温度補償が可能となる。
【００８０】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について以下に説明する。図１７は、本実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図である。第４の実施形態に係る通信機器４１０は、送信回路４００、受信回路４０１、アンテナ共用部４０２、およびアンテナ４０３を備える。送信回路４００は、上述した第１〜３の実施形態のいずれかに係る送信回路である。アンテナ共用部４０２は、送信回路４００から出力された送信信号をアンテナ４０３に伝達し、受信回路４０１に送信信号が漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用部４０２は、アンテナ４０３から入力された受信信号を受信回路４０１に伝達し、受信信号が送信回路４００に漏れるのを防ぐ。
【００８１】
したがって、送信信号は、送信回路４００から出力され、アンテナ共用部４０２を介してアンテナ４０３から空間に放出される。受信信号は、アンテナ４０３で受信され、アンテナ共用部４０２を介して受信回路４０１で受信される。なお、通信機器４１０は、送信回路４００とアンテナ４０３とのみを備えた構成であってもよい。
【００８２】
このように本実施の形態に係る通信機器４１０は、第１〜３の実施の形態に係る送信回路を用いることで、送信にかかる電力の低減を、送信信号の品質を低下させることなく実現できる。また、本発明に係る送信回路は、携帯端末や無線ＬＡＮ等の通信装置に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は携帯電話や無線ＬＡＮ等の無線通信システム等に用いられる送信回路に有用であり、特に、送信回路の低消費電力化に有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１００  送信回路
１０１  信号生成部
１０２  第１のシンセサイザ部
１０３  第２のシンセサイザ部
１０４、１０５、１０６、１０７  ＤＡＣ
１１１  ＶＣＯ
１１２  ミキサ
１１３  ローカル発振器
１１４  ＦＤＣ
１１５  ＴＣＸＯ
１１６  位相比較器
１１７  チャージポンプ
１１８  ＬＰＦ
１１９  ＶＣＯ
１２０  分周器
１２１  ミキサ部
１２２、１２３  ミキサ
１２４  位相シフタ
１２５  加算器
１２６  スイッチ
１２７  アンプ部
１３０  パワーアンプ
１３１  第１の温度補償部
１３２  第１の温度センサ
１３３  スイッチ
１３４  ＰＡドライバー
１５１  ＬＵＴ
１５２  第１の計算器
１５３  可変ゲインアンプ
１５４  キャパシタ
１６０  制御部
２００  送信回路
２０１  第２の温度補償部
２０２  第２の温度センサ
２０３  第２の計算器
２０４、２０５  遅延器
３００  送信回路
３０１  第３の温度補償部
３０２  第３の温度センサ
３０３  第３の計算器
３０４  加算器
４００  送信回路
４０１  受信回路
４０２  アンテナ共用部
４０３  アンテナ
４１０  通信機器
６００  送信回路
６０１  ベースバンド部
６０２  インタフェース部
６０３  ＲＦ−ＩＣ
６０４  Ｒθ変換部
６０５、６０６  ＤＡＣ
６０７、６１０、６１２  スイッチ
６０８、６２５  ベースバンドフィルタ
６０９  振幅変調回路
６１１  ＡＧＣアンプ
６１３  出力バッファ
６１４  パワーアンプ
６２０  発振器
６２１、６２２  ミキサ
６２３  位相シフタ
６２４  加算器
【図１】
2011016163.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2011016163.tif 000020
【国際調査報告】
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2011016163.tif 000022
2011016163.tif 000023
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